[发明专利]一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于氧化锌释能陶瓷技术领域，具体涉及一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法。本发明通过采用样品堆叠的方式放置样品，使得表面完整性得到提升，更有利于晶粒的生长，产品的电学性能更好；再结合分段升温、保温的方式进行烧结，促进陶瓷的烧结完全化，得到均匀致密的陶瓷，提高氧化锌陶瓷的成品率，稳定性和电气性能。用本发明制得的低阻氧化锌陶瓷，电阻率可低至0.54Ω·cm，能量密度高于700J/㎝³，非线性系数小于1.1，相对密度高达97％。在具有更低电阻率的同时，其能量密度也进一步得到明显提升，且堆叠的方式使得最终的成品表面清洁度更高。

技术领域

本发明属于氧化锌释能陶瓷技术领域，是对现有氧化锌陶瓷电阻片制备方法的改进，具体涉及一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法。

背景技术

近年来，由于以往通用的金属丝电阻由于电阻率很小，且可靠性较差，在大功率方面的应用已日趋受到限制。因此，人们迫切需要体积小，重量轻，制造简单，耐受能量大的线性电阻。ZnO导电陶瓷电阻就是在这种背景下应运而生的。高能氧化锌导电陶瓷电阻是新发展的一种电器元件，它充分发挥了氧化锌陶瓷制造容易、电阻率易于控制的特点。氧化锌导电陶瓷电阻率可调范围宽，能量密度大，线性度较好，并且它的电阻温度系数可以控制为正，给串并联组合带来了优势，在各种吸能场合能得到应用。

低阻氧化锌陶瓷的制备工艺与一般的电子陶瓷制备基本相同，但是由于其特殊的低阻特性，使其电气性能对工艺的依赖性很高，其中成分配比和烧结是制造工艺中最关键的两项工艺，原料配方控制着陶瓷的微观形貌结构、晶粒成分和缺陷等，从而影响其物理化学等性能，如导电性能和稳定性；烧结的目的就是控制陶瓷坯体中各种物理化学反应的条件和进程，形成预期的化学组成以及促进微观结构的均匀化和致密化，从而对氧化锌陶瓷的电气性能起着重要的作用，其成品率、导电性能和稳定性不理想。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为解决现有低阻氧化锌陶瓷烧结工艺存在的成品率、导电性能和稳定性的问题。本发明提供了一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法。

具体技术方案如下：

步骤1、以氧化锌为主料，氧化铝为添加剂，按0.5—4.0at％的Al/(Al+Zn)原子质量比配料，然后球磨混合均匀，并烘干；

步骤2、将步骤1得到的产物加入粘结剂造粒后，压制成片状生坯；

步骤3、将步骤2制得片状生坯堆叠放置，按照预设烧结曲线进行烧结。

进一步的，所述步骤2中片状生坯的厚度为1mm～3mm；

进一步的，所述步骤3片状生坯堆叠的总厚度为3mm～12mm；堆叠的片状生坯两端以熟坯夹持进行烧结。

进一步的，所述步骤3中预设烧结曲线为：先以每小时40-80℃的速度从室温升温至350℃；再以每小时80-150℃的速度升温至450℃，并保温30-60min；然后在60-120min内升温至600℃，保温1-2小时；再以每小时100-200℃速度升温至1000℃，保温1-2小时；然后在50-150min内升温到1350℃，并保温1-2小时；最后随炉冷却即可制得低阻氧化锌陶瓷。

本发明通过采用样品堆叠的方式放置样品，使得表面完整性得到提升，更有利于晶粒的生长，产品的电学性能更好；再结合分段升温、保温的方式进行烧结，促进陶瓷的烧结完全化，得到均匀致密的陶瓷，提高氧化锌陶瓷的成品率，稳定性和电气性能。

现有氧化锌陶瓷的电阻率为2Ω·cm，能量密度400J/㎝³，用本发明制得的低阻氧化锌陶瓷，电阻率可低至0.54Ω·cm，能量密度高于700J/㎝³，非线性系数小于1.1，相对密度高达97％。